分解水析氢用二硫化钨

二硫化钨是一种具有高催化活性的新型光分解水催化剂。它在分解水析氢领域具有较大的应用价值，能够有效提高可见光下太阳能的利用率和氢气的产生速率。

太阳能和氢能是公认的低成本、高效且清洁的两种新能源。光催化制氢利用太阳能分解水析氢，不仅能够有效利用这两种新能源，也能促进能源短缺和环境污染问题的进一步解决。

二硫化钨具有层状结构、半导体性、高电子迁移率、丰富的活性位点和合适的带隙。当二硫化钨的层数由多层减薄为单层时，其1.3 eV的间接带隙将变成2.1 eV的直接带隙。因为这些特性，二硫化钨可用于分解水析氢并具备较为广阔的应用前景。

分解水析氢过程中，二硫化钨具有以下优点：

第一，少数原子层的厚度和较大的比表面积使得二硫化钨具有本身原子数量级的活性位点数量，而且二硫化钨材料可以通过多种剥离手段实现二维的片层结构；

第二，二硫化钨材料的边缘通常具有高效的析氢性能。最早，理论计算就提出MOS₂边缘的Mo与S原子具有接近于零的吉布斯自由能，媲美铂族贵金属催化剂，而且该结论己得到多数理论与实验上的证实。二硫化钨纳米片层在0.5 M 稀硫酸的环境下需要250〜300  mV的过电压即可实现10 mA/cm²的析氢电流密度；

第三，二硫化钨是具有类似石墨烯的片层材料，这为实现复合结构提供了便利，尤其是对碳材料的负载，可以进一步优化催化剂整体的导电性能，He等人将WS₂负载在碳纳米管上，使得析氢过电压下降到110 mV；

二硫化钨片层结构的表面可以进一步通过制造缺陷、提供应力、异质掺杂等手段以获得析氢性能优化。

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